Az éghajlatváltozás negatív hatásai és a kapcsolódó környezeti kérdések arra is okot adnak, hogy felkutassuk azokat a módszereket, amelyekkel az egyes országok csökkenthetnék az energia- és kibocsátásigényt az aszfaltkeverékek gyártása során.

A COLAS Slovakia régóta foglalkozik az energiafogyasztás, a kibocsátások és a környezetvédelem csökkentésével. Az alacsony hőmérsékletű aszfaltkeverékek (NAZ) használata nemcsak a különféle negatív hatások kiküszöbölését teszi lehetővé, hanem bizonyos körülmények között meghosszabbítja az aszfaltkeverékek gyártási idényét, és ugyanakkor meghosszabbítja a szállítási távolságokat a NAZ gyártása során, normál hőmérsékleten .

  • mindkét

Alacsony hőmérsékletű aszfaltkeverékek általában

A NAZ tömörített aszfaltkeveréket képvisel, amelyet alacsonyabb hőmérsékleten állítanak elő és dolgoznak fel, mint a szokásos keverék előállításánál alkalmazott hőmérsékletek. A NAZ és az azonos összetételű standard keverék eredő tulajdonságai egyenértékűek egymással. A NAZ használatának minden követelményét és igényét a TKP 41/2017. Hogyan érhető el az üzemi hőmérséklet csökkenése a bitumenes keverékek (AZ) előállításakor? Számos lehetőség van, de a hőmérsékletet általában különféle adalékanyagok hozzáadásával vagy az AZ gyártási technológia megváltoztatásával csökkentik.

Eredetük szerint, ill. a cselekvés típusa, megkülönböztetjük az összetevőket:
• kombinált - olyan anyagok, amelyek csökkentik az aszfalt és az aszfaltkeverékek hőmérsékletét, és ugyanakkor javítják az aszfalt adalékanyaghoz való tapadását;
• szerves anyagok - olyan anyagok, amelyek csökkenthetik az aszfaltkeverékek előállításának és feldolgozásának hőmérsékletét;
• ásványi, természetes, ill. szintetikus - fizikailag vagy kémiailag kötött vizet tartalmazó anyagok, amelyek az aszfaltkeverékek előállítása során gőz formájában felszabadulnak, és olyan mértékben csökkentik a bitumen viszkozitását, hogy lehetővé tegyék az aggregátum szemcsék azonos bevonatát, mint a hagyományos bitumen magasabb hőmérsékleten hőmérsékletek. Ezek az adalékok így lehetővé teszik a termelési hőmérsékletek csökkentését, ideértve a szintetikus és természetes zeolitokat is;
• víz - folyékony formában közvetlenül az adagolt bitumenhez adják; habosított aszfalt képződik.

NAZ tulajdonságainak ellenőrzése - habosított aszfalt

A víz felhasználásával történő NAZ-gyártás kezdetei az USA-ba nyúlnak vissza, ahol az adott technológiát főleg a jobb tömörítés elérésére használták fel az építkezésen. Az ellenőrzés a mi körülményeink között is megtörtént, és azt mutatja, hogy általában nagyobb görgős haladásra van szükség a NAZ tömörítésénél, amely jobb tömörítést ér el, mint a szokásos keverékekkel (1. táblázat).

Tab. 1 A helyszínen végzett NAZ-tömörítés összehasonlítása

A NAZ gyártásának kezdetei nemcsak a habhab technológiában voltak, hanem a kettős bevonat technológiát is megvalósították - az első lépésben puha aszfaltot, a második lépésben kemény aszfaltot vagy aszfalt emulziókat is alkalmaztak. A penoaszfalttermelés alapja a bitumen megerősítése, vagyis szabad víz hozzáadása az aszfalthoz. A hozzáadott víz gyors forralása aszfalthabot eredményez, amely alacsonyabb hőmérsékleten is biztosítja az adalékanyag szükséges bevonatát, mint a szokásos aszfaltkeverékek gyártása során.

A NAZ habosítási technológiával történő előállításának szükségességéhez a meglévő gyártóberendezések módosítására van szükség a keverő elé beépített további habosító eszköz összeszerelésével. Számos ilyen technológiai készlet létezik, amely lehetővé teszi a víz hozzáadását a forró bitumenhez, és a COLAS csoport saját szabadalmaztatott készlettel rendelkezik. Ez biztosítja, hogy a normál hőmérsékletű bitumenhez a szükséges mennyiségű hideg vizet adják. A COLAS csoport előállításánál a bitumenhab paramétereit figyelembe véve meghatározták az optimális vízdózist 2 és 3% között. A gyakorlati gyártási tapasztalatokat figyelembe véve később 1,5% -os víztartalomra váltott. Az NAZ-hez hozzáadott vizet nagy mennyiségben elpárologtatjuk egy keverőmagban. A maradékok elpárolognak a NAZ szállítása és feldolgozása során. Ezen megállapítások és követelmények figyelembevételével nagyon nehéz összehasonlító vizsgálatokat végezni különböző eszközök nélkül a laboratóriumban, ezért fontos egy laboratórium létrehozása közvetlenül a csomagoláson, a legjobb esetben a habosító berendezések laboratóriumi fejlesztésének biztosítása érdekében.

A COLAS Slovakia nemcsak a NAZ-technológia folytatásában érdekelt, hanem még az első minőségi osztályba tartozó AZ-be is. A többi év, amikor Szlovákiában mintegy 100 000 tonna NAZ-t állítottunk elő, tapasztalatokat hozott - a technológia már bevált, ugyanakkor lehetővé teszi - többek között - az építőipari termelés környezeti hatásainak csökkentését. Ezért eddig meghatároztuk a kísérleti aszfaltkeveréket NAZ AC 22 L, amelyet a TKP 41 által meghatározott merevség és fáradtságállóság moduljának tesztjeinek vetettünk alá.

A merevség és a fáradási ellenállás modulusának ellenőrzése NAZ-nál és AZ-nál

A vizsgálatokat a budapesti EU COLAS központi laboratóriumában végeztük, a PMB 45/80-55 kötőanyagként. A cél az volt, hogy a hagyományos "forró" technológiával előállított és habos aszfalt felhasználásával azonos AC 22 L és a fenti kötőanyag keverékének merevségét és fáradási ellenállását modulálja.

Tab. 2 A vizsgálati eredmények összefoglalása AC 22 L PMB 45/80-55 I |

A vizsgálatokat az STN EN 12697-26 B. melléklete szerint hajtották végre, és megfelelnek a TP15/2015 négypontos módszer követelményeinek. A habosított aszfalt alkalmazásakor magasabb modulusértékek érhetők el, mint egy szokásos keverék esetében. A fáradtságállósági vizsgálathoz az STN EN 12697-26 D. melléklete szerinti vizsgálati módszert alkalmaztuk, az 1. minőségi osztály elvégzett AC 22 L ellenőrzési tesztjeinek áttekintése a fülön található. 2.

A NAZ tulajdonságainak ellenőrzése - kémiai adalékanyag használata

A 2018-as év a NAZ-vizsgálatok éve volt laboratóriumunk számára is. Az alacsony hőmérsékletű adalékanyag (a továbbiakban PRA) hatékonyságát ellenőrizték. A fő cél a tömörített térfogatsűrűségek és azok hatásának összehasonlítása az aszfaltkeverékek eredő réstartalmával. Nagyobb felszívódású forralt eredetű aggregátumokat és szlovákiai helyi forrásokból származó üledékes eredetű aggregátumokat használtak. Ugyanakkor minden esetben ugyanazt a típusú CA 50/70 típusú aszfaltot használták. A laboratóriumban az AZ egyik típusát választották ki a II. minőségi osztályon és további kombinációkon dolgoztak.

Az első keverés egy aszfaltkeverék típusú teszt előkészítéséből, az eredmények feldolgozásából és a célparaméterek beállításából állt. A következő lépésben az egyes keverékeket ugyanolyan százalékos adalék hozzáadásával dolgozták fel, de a keverés és különösen a tömörítés során az adott keverékeket különböző hőmérsékleteken készítették el. Az utolsó lépésben az aszfaltok keverését ugyanolyan körülmények között készítettük el, mint korábban, de ezt követően az aszfaltkeverék tömörítése során az ütések számát növeltük a tömörítés előrehaladásának figyelemmel kísérése érdekében. Az összes teszt a fülön található. 3.

Tab. Vizsgálati eredmények

A keverékek visszahúzása azonos arányú aszfalttartalmat és szinte azonos szemcsés vonalakat igazolt (3. ábra). Ugyanakkor megközelítőleg azonos értékeket találtak a maximális AZ térfogatsűrűségnél (elhanyagolható eltérésekkel).

ÁBRA. 3 szemcse AZ |

Ezen tények miatt nem foglalkozunk ezekkel a vizsgálati eredményekkel tovább.
A vizsgálati eredményekből az is látható, hogy az adalék hozzáadása után és a standard hőmérsékleten a tömörített térfogatsűrűség gyorsan csökken, és az üregesség fokozódik. A magyarázat a nagyobb porozitású aggregátumok használata. Az adalékanyag negatív tulajdonságát tovább hangsúlyozta az alacsony hőmérsékletű adalék, amely a folyadékok (tehát a kötőanyagok) felületi feszültségének csökkentése elvén működik.

Ezt a műveletet a 2. ábra szemlélteti. 4. Ha aszfaltkeveréket használnak mészkő adalékokkal (lényegesen alacsonyabb porozitással, mint a főtt kőzetek szokásos adalékanyagai), akkor az adalékkal készült keveréket ugyanezen a 150 ° C-os hőmérsékleten "lezárták". Természetesen az alacsonyabb hőmérsékletű minták alacsonyabb tömörített sűrűségeket érhetnek el (a határ mért értéke a teszt megismételhetőségével), de még akkor is, ha a hőmérséklet 120 ° C-ra süllyed, jobb tömörítés érhető el, mint adalék nélkül.

ÁBRA. A tömörített térfogatsűrűség függése a tömörítési hőmérséklettől és az adalékanyag típusától

Az andezit aggregátum használata esetén az ellenkező tendenciát figyeljük meg, amelyet a "megmunkálhatóság elvesztésével" magyarázunk azzal, hogy a megharapott ételt a pórusszerkezetbe áztatjuk, amelyet egy olyan adalékanyag támogat, amely csökkenti a folyadékok felületi feszültségét. Kiemeli a porózus vulkáni kőzetek gyengeségét.

Ebben a cikkben azonban nem foglalkozunk tovább a porozitással, mint olyan makroszkopikus vagy mikroszkópos szinten, a belső vagy a szemcsék közötti porozitással, az aggregátum fajlagos felületével és a kapillárisok vagy pórusok jellemzőivel a folyadékok vonatkozásában. Hangsúlyoznunk kell azonban, hogy a vizsgált aggregátumok nem voltak túlságosan nagy abszorpciós képességgel. Éppen ellenkezőleg, tökéletesen reprezentálták az építési gyakorlat klasszikus feltételeit. Ezért nem szabad összekeverni az abszorpciós képességet és a porozitást a fajlagos felülettel.

ÁBRA. 5 A tömörítési munka hatása a tömörített térfogatsűrűségre adalékanyaggal és anélkül

A 2. ábrán Az 5. ábra andezit aggregátummal készült keverék mintáinak tömörített tömegsűrűségét mutatja 150 ° C-on, adalékanyag és adalékanyag használata nélkül. Normál 75 löketszámnál (tömörítési munka során) adalékanyag használata esetén a térfogatsűrűség csökkenését regisztráljuk. Ennek a csökkenésnek a kiküszöbölése érdekében több, a laboratóriumi körülmények között szimulált tömörítési munkára van szükség, a löketek számának 100-ra, ill. 125. Az építkezésen történő gyakorlati alkalmazásnál azonban ez nem egyenértékű a henger áthaladásának számának növekedésével. Valódi körülmények között a keverék lehűl.

ÁBRA. 6 A keverék tömörített térfogatsűrűsége andezit aggregátummal, adalékanyaggal, a tömörítési hőmérséklet függvényében

A 2. ábrán A 6. ábra ugyanazt az elegyet mutatja andezit aggregátummal és alacsony hőmérsékletű adalékanyag alkalmazásával, a keverék hőmérséklete a tömörítés és a tömörítési munka során változik. Ennek az összehasonlításnak a következtetései azt mutatják, hogy porózus adalékanyagok esetében nem célszerű az aszfaltkeverékek hőmérsékletét lényegesen csökkenteni, azaz j. több mint 10–15 ° C-on. Az elegyet a legjobban 150 ° C-on tömörítettük.

Az alacsonyabb tömörítési arányok kompenzálásához nagyobb tömörítési munkát kellene biztosítani "erősebb" hengerekkel, több hengerrel vagy több sínnel. Ez utóbbi módszer járul hozzá a legkevésbé a tömörítéshez, ill. éppen ellenkezőleg - könnyen károsíthatja az aszfaltkeveréket. Amint az a 2. ábrán látható. A 6. ábrán a tömörödés növekedése alacsonyabb hőmérsékleten aránytalanul alacsony.

Következtetés

A termelési hőmérséklet és az ezzel kapcsolatos primer energiaforrások megtakarításainak csökkentése, a termelés-gazdaságosság javítása és az aszfaltkeverékek előállításának környezeti hatásainak, különösen a CO2- és NOx-kibocsátás csökkentése - ezek mind olyan témák, amelyeket nem lehet elkerülni, éppen ellenkezőleg, elkötelezettségként a környezetet és a társadalmat egészében támogatni fogjuk. Szükséges azonban olyan módszereket választani, amelyek hatékonyak, beváltak és máshol nem okoznak problémát.

Az alacsony hőmérsékletű adalékok lehetővé teszik a termelési hőmérséklet csökkentését, miközben az aszfaltkeverékek összes tulajdonságát megtartják. Ez azonban nem mindig így van. Ezért szükséges volt meghatározni ezeket az eseteket, meghatározni a releváns keverékek/szerkezetek vagy helyzetek közös tulajdonságát, és a kérdés elméleti tanulmánya alapján összeállítani egy hipotézist és módszertant annak igazolására.

SZÖVEG: Darnady Péter, Nagy Márton, Peter Briatka
KÉPEK: COLAS Szlovákia, a. val vel.

Peter Darnady, Nagy Martin és Peter Briatka a COLAS Szlovákiában dolgoznak, a. val vel.

Irodalom
1. DUPUY, J. P. - ABAFFYOVÁ, Z. 2015. Penoasphalt keverékek. Aszfaltutak építése és rehabilitációja. Podbanské, 2015.
2. Az osztrák tapasztalatok összefoglalása: Aszfalt-innováció - mely termékek alkalmasak? In: Utak + hidak. 2016, sz. 3. Prága: Útépítő Egyesület. 2016.
3. POLAKOVIČ, Ľ. Jelentés az APVV projekt 2014-es megoldásáról - alacsonyabb energiaintenzitású és kevesebb környezeti terhelésű aszfaltkeverékek.
4. TKP 6: Tömörített aszfaltkeverékek.
5. TKP 41: Alacsony hőmérsékletű aszfaltkeverékek.
6. TP 15/2015 Módszertan az aszfaltkeverékek merevségének meghatározására.